Poblaciones: densidad, supervivencia e historias de vida
Densidad de población
 |
Hablemos de poblaciones. Quizás recuerde que una población se define como todos los organismos en un área geográfica particular que pertenecen a la misma especie. Cuando los biólogos estudian poblaciones, generalmente las miden en términos de densidad de población o el número de organismos por unidad de volumen o área. En algunos casos, la densidad de población se puede determinar simplemente contando el número de organismos en un área y dividiéndolo por el área. Pero muchas poblaciones son demasiado grandes o los individuos son demasiado difíciles de ver o localizar para contarlos directamente. En estos casos, los biólogos deben estimar la densidad de población real utilizando una variedad de métodos.
Un método es el muestreo, en el que los biólogos marcan varias parcelas representativas, cuentan los individuos en cada parcela y luego calculan la densidad de población con base en las parcelas de muestra. A veces, los biólogos estiman la densidad de población basándose en indicadores indirectos, como el número de nidos, madrigueras, huellas, excrementos o marcas que se pueden encontrar.
Para las poblaciones de animales que se mueven mucho y son difíciles de encontrar, los biólogos a menudo emplean el método de marcado-recaptura. En este método, varios animales quedan atrapados en todo el hábitat de la población y se marcan con una etiqueta, collar, banda, etc. y luego se sueltan. Después de que hayan pasado unos días o semanas, para que los organismos individuales tengan tiempo suficiente para mezclarse aleatoriamente con el resto de la población, los animales se vuelven a atrapar y el porcentaje de individuos que están marcados se utiliza para estimar la población total. Por ejemplo, si los biólogos capturan 50 ratas canguro en un hábitat y las marcan con etiquetas, una semana después capturan 100 ratas canguro en el mismo hábitat y 10 de ellas tienen etiquetas, los biólogos suponen que habían marcado al 10% de la población. en la primera captura.
Historias de vida y curvas de supervivencia
Uno de los factores más importantes que afectan a las poblaciones es la historia de vida o la secuencia de eventos en la vida de un organismo que se relacionan con su supervivencia y reproducción. La historia de vida de un organismo incluye factores como el número de descendientes producidos, la frecuencia de reproducción, la cantidad de cuidados y recursos dedicados a la descendencia y qué tipo de curva de supervivencia exhibe el organismo. Una curva de supervivencia es un gráfico del número de individuos que aún viven a cada edad.
 |
A continuación se muestra un ejemplo de las curvas de supervivencia de tres animales con tres historias de vida diferentes. Comencemos con la curva para humanos. Los seres humanos muestran una curva de supervivencia de tipo I, lo que significa que los seres humanos tienen bajas tasas de mortalidad en los grupos de edad más joven y mediana y altas tasas de mortalidad en los grupos de mayor edad. La baja tasa de mortalidad en los grupos de edad más jóvenes se debe al hecho de que los humanos invierten muchos recursos, cuidado y protección en su descendencia, lo que le da a cada individuo una probabilidad muy alta de sobrevivir hasta la edad adulta. La baja tasa de mortalidad en los grupos de mediana edad se debe a la adaptabilidad y resistencia de los humanos y la falta de depredación. Y la alta tasa de mortalidad en los grupos de mayor edad refleja la duración de la vida humana definida por las limitaciones fisiológicas de la edad y el daño acumulado. Otros organismos que muestran una curva de supervivencia de tipo I incluyen elefantes, gorilas y pastos anuales. Aunque los pastos anuales tienen una vida útil mucho más corta, un número relativamente alto de descendientes sobrevive hasta la edad adulta en comparación con otras plantas debido al tamaño relativamente grande de sus semillas en comparación con su masa y su capacidad para volver a crecer incluso después de que se haya comido la mayor parte de su masa. por herbívoros. Las tasas de mortalidad más altas ocurren al final de su vida útil, generalmente cuando el agua en los niveles superiores del suelo se agota al final de la temporada de crecimiento. un número relativamente alto de descendientes sobrevive hasta la edad adulta en comparación con otras plantas debido al tamaño relativamente grande de sus semillas en comparación con su masa y su capacidad para volver a crecer incluso después de que la mayor parte de su masa haya sido devorada por herbívoros. Las tasas de mortalidad más altas ocurren al final de su vida útil, generalmente cuando el agua en los niveles superiores del suelo se agota al final de la temporada de crecimiento. un número relativamente alto de descendientes sobrevive hasta la edad adulta en comparación con otras plantas debido al tamaño relativamente grande de sus semillas en comparación con su masa y su capacidad para volver a crecer incluso después de que la mayor parte de su masa haya sido devorada por herbívoros. Las tasas de mortalidad más altas ocurren al final de su vida útil, generalmente cuando el agua en los niveles superiores del suelo se agota al final de la temporada de crecimiento.
Los pájaros cantores muestran una curva de supervivencia tipo II, con una tasa de mortalidad relativamente constante a lo largo de su vida. Los pájaros cantores invierten mucha energía y cuidado en sus crías, lo que ayuda a sobrevivir al comienzo de su vida. Sin embargo, la depredación, las enfermedades y la falta de recursos son todas causas de mortalidad que siempre están presentes para los pájaros cantores de todas las edades, lo que hace que la tasa de mortalidad se mantenga relativamente estable a lo largo de su historia de vida.
La mayoría de las especies de ranas muestran una curva de supervivencia de tipo III, donde la tasa de mortalidad es muy alta en los primeros años de vida y mucho más baja en los grupos de edad media y avanzada. Esto refleja una tasa de muerte muy alta de renacuajos debido principalmente a una alta tasa de depredación. Las ranas compensan las altas tasas de mortalidad al producir una gran cantidad de crías en cada temporada de reproducción, y para los renacuajos que sobreviven para convertirse en adultos, las ranas adultas pueden usar el camuflaje, su excelente habilidad para saltar y su habilidad para nadar para evitar a los depredadores. Las características clave de las especies con curvas de supervivencia de tipo III son la producción de un gran número de crías muy pequeñas con poca inversión de los padres en cada cría. La mayoría de los insectos tienen curvas de supervivencia de tipo III. También debe tenerse en cuenta aquí que no todas las ranas muestran una curva de supervivencia de tipo III. Algunas ranas de dardo venenoso ponen solo unos pocos huevos a la vez y luego cargan los huevos y los renacuajos en sus espaldas, invirtiendo mucho cuidado de los padres en cada descendencia. Estas especies tienen tasas de mortalidad mucho más bajas para su descendencia y, debido a que tienen venenos que las protegen de la depredación durante toda su vida adulta, muestran una curva de supervivencia de tipo I similar a la de los humanos.
Definición de historias de vida
 |
Una teoría que intenta explicar por qué los organismos tenían tales historias de vida diferentes es la teoría de la selección r / K . Esta teoría fue popular en las décadas de 1970 y 1980 y básicamente clasificó a los organismos como especies seleccionadas por r , que son especies de vida corta con una alta tasa de crecimiento que producen una gran cantidad de descendientes, cada uno de los cuales tiene una baja probabilidad de supervivencia a edad adulta o especies seleccionadas K, que son especies longevas con una tasa de crecimiento más lenta que producen una pequeña cantidad de crías en las que los padres invierten muchos recursos para asegurar una alta probabilidad de supervivencia hasta la edad adulta. Puede pensar en las especies seleccionadas con r como aquellas que exhiben una curva de supervivencia tipo III y las especies seleccionadas con K como aquellas que exhiben una curva de supervivencia tipo I.
Sin embargo, la teoría de la selección r / K no se detuvo allí. Además, teorizó que las especies seleccionadas con r estaban más preparadas para sobrevivir en un entorno que estaba sujeto a cambios frecuentes y dramáticos y que las especies seleccionadas con K estaban más preparadas para sobrevivir en un entorno estable. Pero la teoría tenía varios defectos. En primer lugar, la teoría no logró explicar por qué los organismos seleccionados con r y K se encuentran en prácticamente todos los entornos, independientemente de la estabilidad. En segundo lugar, la teoría no pudo explicar por qué algunos organismos mostraban características seleccionadas tanto por r como por K. Por ejemplo, las secuoyas gigantes se encuentran entre las especies más grandes y longevas del mundo, y ambas son casos extremos de rasgos seleccionados por K, pero las secuoyas gigantes producen millones de semillas muy pequeñas y tienen una de las tasas de supervivencia hasta la edad adulta más bajas de todas las especies en Tierra, que es una característica extrema r seleccionada. Finalmente, la mayoría de los ecologistas abandonaron la teoría después de que experimentos con moscas de la fruta en las décadas de 1980 y 1990 mostraran experimentalmente que los rasgos seleccionados por r no se seleccionaron en ambientes inestables como la teoría planteaba la hipótesis. Sin embargo, aunque la mayoría de los ecologistas ya no utilizan la teoría de la selección r / K, es posible que aún se la encuentre en algunas situaciones.
En lugar de la teoría de la selección r / K, la mayoría de los ecologistas ahora reconocen que el rango de historias de vida no encaja perfectamente en solo dos o tres categorías precisas. La historia de vida de cada especie está adaptada de manera única para maximizar su éxito reproductivo en función de todos los factores que afectan su aptitud. Los factores que tienen el mayor efecto en una especie pueden no ser muy importantes para otra especie, incluso si comparte el mismo hábitat.
También existen diferencias fundamentales entre plantas y animales cuando se trata de historias de vida. Para los animales, en términos generales, los animales más grandes y de vida más larga tienden a tener menos crías e invierten más en cada uno, mientras que los animales más pequeños tienden a tener una gran cantidad de crías que requieren poca inversión. Para las plantas, la situación tiende a revertirse. Los árboles grandes que viven mucho tiempo producen la mayor cantidad de descendientes, pero muy pocos de ellos sobreviven. Sin embargo, los pastos anuales, que solo viven unos pocos meses, ponen una proporción relativamente grande de sus recursos en cada semilla, y esto da como resultado una tasa de supervivencia más alta para sus descendientes.
Resumen de la lección
En resumen, una población se define como todos los organismos en un área geográfica particular que pertenecen a la misma especie. Todas las poblaciones están limitadas por una serie de factores, que pueden incluir el tamaño del hábitat, la cantidad de recursos disponibles, el tamaño de la población de otras especies competidoras, la depredación y la historia de vida. Cuando los biólogos estudian poblaciones, generalmente las miden en términos de densidad de población o el número de organismos por unidad de volumen o área. Las densidades de población se pueden determinar mediante varios métodos, incluido el recuento directo, la estimación mediante indicadores indirectos, el muestreo y el método de marcado-recaptura.
Uno de los factores más importantes que afectan a las poblaciones es la historia de vida , o la secuencia de eventos en la vida de un organismo que se relacionan con su supervivencia y reproducción. La historia de vida de un organismo incluye factores como el número de descendientes producidos, la frecuencia de reproducción, la cantidad de cuidados y recursos dedicados a la descendencia y qué tipo de curva de supervivencia.el organismo exhibe. Una curva de supervivencia es un gráfico del número de individuos que aún viven a cada edad. Si la tasa de mortalidad de una especie es más alta cuando alcanza la vejez, se dice que tiene una curva de supervivencia de tipo I. Si la tasa de mortalidad de una especie es relativamente constante en todos los grupos de edad, se dice que tiene una curva de supervivencia de tipo II. Y si la tasa de muerte de una especie es más alta antes de que los individuos alcancen la madurez, se dice que tiene una curva de supervivencia de tipo III.
La teoría de la selección r / K intentó explicar las diferencias en la historia de vida en función del tipo de hábitat en el que vivía un organismo y clasificó las especies en dos grupos: especies seleccionadas con r , que son especies de vida corta con una alta tasa de crecimiento que producen una gran número de crías, cada una de las cuales tiene una baja probabilidad de supervivencia hasta la edad adulta, y especies seleccionadas por K, que son especies longevas con una tasa de crecimiento más lenta que producen una pequeña cantidad de crías en las que los padres invierten muchos recursos para asegurar una alta probabilidad de supervivencia hasta la edad adulta. Sin embargo, esta teoría no resistió el escrutinio científico. Ahora se piensa que cada especie tiene una historia de vida específica hecha a medida para maximizar la aptitud de los organismos individuales en función de los factores que desempeñan los papeles más importantes en la supervivencia y reproducción de esos individuos.
Objetivos de la lección
Después de ver esta lección, debería poder:
- Definir la densidad de población y describir los métodos utilizados para medirla.
- Definir el historial de vida y la curva de supervivencia , y explicar los tres tipos diferentes de curvas de supervivencia.
- Describir la teoría de la selección r / K y comprender por qué la mayoría de los ecologistas ya no la aceptan.